src/surf/platf_generator.c

   1
   2
   3 #include "simgrid/platf_generator.h"
   4 #include "platf_generator_private.h"
   5 #include "xbt.h"
   6 #include "xbt/RngStream.h"
   7 #include <math.h>
   8
   9 static xbt_graph_t platform_graph = NULL;
  10 static xbt_dynar_t promoter_dynar = NULL;
  11 static xbt_dynar_t labeler_dynar = NULL;
  12
  13 static RngStream rng_stream = NULL;
  14
  15 static unsigned long last_link_id = 0;
  16
  17 xbt_graph_t platf_graph_get(void) {
  18   // We need some debug, so let's add this function
  19   // WARNING : shold be removed when it becomes useless
  20   return platform_graph;
  21 }
  22
  23 void platf_random_seed(unsigned long seed[6]) {
  24
  25   if(rng_stream == NULL) {
  26     //stream not created yet, we do it now
  27     rng_stream = RngStream_CreateStream(NULL);
  28   }
  29   if(seed != NULL) {
  30     RngStream_SetSeed(rng_stream, seed);
  31   }
  32 }
  33
  34 void platf_graph_init(unsigned long node_count) {
  35   unsigned long i;
  36   platform_graph = xbt_graph_new_graph(FALSE, NULL);
  37   if(rng_stream == NULL) {
  38     rng_stream = RngStream_CreateStream(NULL);
  39   }
  40
  41   for(i=0 ; i<node_count ; i++) {
  42     context_node_t node_data = NULL;
  43     node_data = xbt_new0(s_context_node_t, 1);
  44     node_data->id = i+1;
  45     node_data->x = 0;
  46     node_data->y = 0;
  47     node_data->degree = 0;
  48     node_data->kind = ROUTER;
  49     xbt_graph_new_node(platform_graph, (void*) node_data);
  50   }
  51
  52   last_link_id = 0;
  53
  54 }
  55
  56 void platf_node_connect(xbt_node_t node1, xbt_node_t node2) {
  57   context_node_t node1_data;
  58   context_node_t node2_data;
  59   node1_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(node1);
  60   node2_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(node2);
  61   node1_data->degree++;
  62   node2_data->degree++;
  63
  64   context_edge_t edge_data = NULL;
  65   edge_data = xbt_new0(s_context_edge_t, 1);
  66   edge_data->id = ++last_link_id;
  67   edge_data->labeled = FALSE;
  68   xbt_graph_new_edge(platform_graph, node1, node2, (void*)edge_data);
  69 }
  70
  71 double platf_node_distance(xbt_node_t node1, xbt_node_t node2) {
  72   context_node_t node1_data;
  73   context_node_t node2_data;
  74   double delta_x;
  75   double delta_y;
  76   double distance;
  77   node1_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(node1);
  78   node2_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(node2);
  79   delta_x = node1_data->x - node2_data->x;
  80   delta_y = node1_data->y - node2_data->y;
  81   distance = sqrt(delta_x*delta_x + delta_y*delta_y);
  82   return distance;
  83 }
  84
  85 void platf_graph_uniform(unsigned long node_count) {
  86   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
  87   xbt_node_t graph_node = NULL;
  88   context_node_t node_data = NULL;
  89   unsigned int i;
  90   platf_graph_init(node_count);
  91   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
  92   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
  93     node_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(graph_node);
  94     node_data->x = RngStream_RandU01(rng_stream);
  95     node_data->y = RngStream_RandU01(rng_stream);
  96   }
  97 }
  98
  99 void platf_graph_heavytailed(unsigned long node_count) {
 100   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 101   xbt_node_t graph_node = NULL;
 102   context_node_t node_data = NULL;
 103   unsigned int i;
 104   platf_graph_init(node_count);
 105   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 106   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
 107     node_data = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(graph_node);
 108     node_data->x = random_pareto(0, 1, 1.0/*K*/, 10e9/*P*/, 1.0/*alpha*/);
 109     node_data->y = random_pareto(0, 1, 1.0/*K*/, 10e9/*P*/, 1.0/*alpha*/);
 110   }
 111 }
 112
 113 void platf_graph_interconnect_star(void) {
 114   /* All the nodes are connected to the first one */
 115   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 116   xbt_node_t graph_node = NULL;
 117   xbt_node_t first_node = NULL;
 118   unsigned int i;
 119
 120   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 121   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
 122     if(i==0) {
 123       //Ok, we get the first node, let's keep it somewhere...
 124       first_node = graph_node;
 125     } else {
 126       //All the other nodes are connected to the first one
 127       platf_node_connect(graph_node, first_node);
 128     }
 129   }
 130 }
 131
 132 void platf_graph_interconnect_line(void) {
 133   /* Node are connected to the previous and the next node, in a line */
 134   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 135   xbt_node_t graph_node = NULL;
 136   xbt_node_t old_node = NULL;
 137   unsigned int i;
 138
 139   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 140   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
 141     if(old_node != NULL) {
 142       platf_node_connect(graph_node, old_node);
 143     }
 144     old_node = graph_node;
 145   }
 146 }
 147
 148 void platf_graph_interconnect_ring(void) {
 149   /* Create a simple topology where all nodes are connected along a ring */
 150   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 151   xbt_node_t graph_node = NULL;
 152   xbt_node_t old_node = NULL;
 153   xbt_node_t first_node = NULL;
 154   unsigned int i;
 155
 156   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 157   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
 158     if(i == 0) {
 159       // this is the first node, let's keep it somewhere
 160       first_node = graph_node;
 161     } else {
 162       //connect each node to the previous one
 163       platf_node_connect(graph_node, old_node);
 164     }
 165     old_node = graph_node;
 166   }
 167   //we still have to connect the first and the last node together
 168   platf_node_connect(first_node, graph_node);
 169 }
 170
 171 void platf_graph_interconnect_clique(void) {
 172   /* Create a simple topology where all nodes are connected to each other, in a clique manner */
 173   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 174   xbt_node_t first_node = NULL;
 175   xbt_node_t second_node = NULL;
 176   unsigned int i,j;
 177
 178   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 179   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, first_node) {
 180     xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, j, second_node) {
 181       platf_node_connect(first_node, second_node);
 182     }
 183   }
 184 }
 185
 186 void platf_graph_interconnect_uniform(double alpha) {
 187   /* Creates a topology where the probability to connect two nodes is uniform (unrealistic, but simple)
 188      alpha : Probability for two nodes to get connected */
 189   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 190   xbt_node_t first_node = NULL;
 191   xbt_node_t second_node = NULL;
 192   unsigned int i,j;
 193
 194   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 195   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, first_node) {
 196     xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, j, second_node) {
 197       if(j>=i)
 198         break;
 199       if(RngStream_RandU01(rng_stream) < alpha) {
 200         platf_node_connect(first_node, second_node);
 201       }
 202     }
 203   }
 204 }
 205
 206 void platf_graph_interconnect_exponential(double alpha) {
 207   /* Create a topology where the probability follows an exponential law
 208      Number of edges increases with alpha */
 209   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 210   xbt_node_t first_node = NULL;
 211   xbt_node_t second_node = NULL;
 212   unsigned int i,j;
 213   double L = sqrt(2.0); /*  L = c*sqrt(2); c=side of placement square */
 214   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 215   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, first_node) {
 216     xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, j, second_node) {
 217       if(j>=i)
 218         break;
 219       double d = platf_node_distance(first_node, second_node);
 220       if(RngStream_RandU01(rng_stream) < alpha*exp(-d/(L-d))) {
 221         platf_node_connect(first_node, second_node);
 222       }
 223     }
 224   }
 225 }
 226
 227 void platf_graph_interconnect_barabasi(void) {
 228   /* Create a topology constructed according to the Barabasi-Albert algorithm (follows power laws)
 229      (see Barabasi and Albert, Emergence of scaling in random networks, Science 1999, num 59, p509-512.) */
 230   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 231   xbt_node_t first_node = NULL;
 232   xbt_node_t second_node = NULL;
 233   context_node_t node_data = NULL;
 234   unsigned int i,j;
 235   unsigned long sum = 0;
 236   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 237   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, first_node) {
 238     xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, j, second_node) {
 239       if(j>=i)
 240         break;
 241       node_data = xbt_graph_node_get_data(second_node);
 242       if(sum==0 || RngStream_RandU01(rng_stream) < ((double)(node_data->degree)/ (double)sum)) {
 243         platf_node_connect(first_node, second_node);
 244         sum += 2;
 245       }
 246     }
 247   }
 248 }
 249
 250 void platf_graph_promote_to_host(context_node_t node, sg_platf_host_cbarg_t parameters) {
 251   node->kind = HOST;
 252   memcpy(&(node->host_parameters), parameters, sizeof(s_sg_platf_host_cbarg_t));
 253 }
 254
 255 void platf_graph_promote_to_cluster(context_node_t node, sg_platf_cluster_cbarg_t parameters) {
 256   node->kind = CLUSTER;
 257   memcpy(&(node->cluster_parameters), parameters, sizeof(s_sg_platf_cluster_cbarg_t));
 258 }
 259
 260 void platf_graph_link_label(context_edge_t edge, sg_platf_link_cbarg_t parameters) {
 261   memcpy(&(edge->link_parameters), parameters, sizeof(s_sg_platf_link_cbarg_t));
 262 }
 263
 264 void platf_graph_promoter(platf_promoter_cb_t promoter_callback) {
 265   if(promoter_dynar == NULL) {
 266     promoter_dynar = xbt_dynar_new(sizeof(platf_promoter_cb_t), NULL);
 267   }
 268   xbt_dynar_push(promoter_dynar, &promoter_callback);
 269 }
 270
 271 void platf_graph_labeler(platf_labeler_cb_t labeler_callback) {
 272   if(labeler_dynar == NULL) {
 273     labeler_dynar = xbt_dynar_new(sizeof(void*), NULL);
 274   }
 275   xbt_dynar_push(labeler_dynar, &labeler_callback);
 276 }
 277
 278 void platf_do_promote(void) {
 279   platf_promoter_cb_t promoter_callback;
 280   xbt_node_t graph_node = NULL;
 281   xbt_dynar_t dynar_nodes = NULL;
 282   context_node_t node = NULL;
 283   unsigned int i, j;
 284   dynar_nodes = xbt_graph_get_nodes(platform_graph);
 285   xbt_dynar_foreach(dynar_nodes, i, graph_node) {
 286     node = (context_node_t) xbt_graph_node_get_data(graph_node);
 287     xbt_dynar_foreach(promoter_dynar, j, promoter_callback) {
 288       if(node->kind != ROUTER)
 289         break;
 290       promoter_callback(node);
 291     }
 292   }
 293 }
 294
 295 void platf_do_label(void) {
 296   platf_labeler_cb_t labeler_callback;
 297   xbt_edge_t graph_edge = NULL;
 298   xbt_dynar_t dynar_edges = NULL;
 299   context_edge_t edge = NULL;
 300   unsigned int i, j;
 301   dynar_edges = xbt_graph_get_edges(platform_graph);
 302   xbt_dynar_foreach(dynar_edges, i, graph_edge) {
 303     edge = (context_edge_t) xbt_graph_edge_get_data(graph_edge);
 304     xbt_dynar_foreach(promoter_dynar, j, labeler_callback) {
 305       if(edge->labeled == TRUE)
 306         break;
 307       labeler_callback(edge);
 308     }
 309   }
 310 }
 311
 312 /* Functions used to generate interesting random values */
 313
 314 double random_pareto(double min, double max, double K, double P, double ALPHA) {
 315   double x = RngStream_RandU01(rng_stream);
 316   double den = pow(1.0 - x + x*pow(K/P, ALPHA), 1.0/ALPHA);
 317   double res = (1/den);
 318   res += min - 1; // pareto is on [1, infinity) by default
 319   if (res>max) {
 320     return max;
 321   }
 322   return res;
 323 }